Chương 2: Kim Loại – Hóa Học Lớp 9
Bài 20: Hợp Kim Sắt Gang, Thép
Các bạn có biết? Trong đời sống và trong kĩ thuật, hợp kim của sắt là gang, théo được sử dụng rất rộng rãi. Vậy bạn có biết gang, thép là gì? Gang, thép được sản xuất như thế nào?
Tóm Tắt Lý Thuyết
Gang được luyện trong lò cao bằng cách dùng khí CO khử oxit sắt.
2. Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tắc khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%.
Thép được luyện trong lò luyện thép bằng cách oxi hóa một nguyên tố có trong gang như C, Mn, Si, S, P.HocTapHay.Com
I. Hợp Kim Của Sắt
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nnhau hoặc cuả kim loại và phi kim.
Hợp kim của sắt có nhiều ứng dụng là gang và thép.
1. Gang là gì?
– Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%; ngoài ra trong gang còn có lượng rất nhỏ một số nguyên tố khác như Si, Mn, S,… .
Đặc điểm: Gang cứng và giòn .
Phân loại gang: gang trắng và gang xám.
+ Gang xám: Chứa nhiều C và S, ít cứng và kém giòn hơn gang trắng, dùng chế tạo máy, ống dẫn nước. Gang xám dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước,…
+ Gang trắng: Chứa ít C, rất ít Si, chứa nhiều xementit \((Fe_3C)\), cứng và giòn, dùng luyện thép. Gang trắng dùng để luyện thép
Ứng dụng:
– Gang trắng: dùng luyện thép
– Gang xám: Dùng để đúc bệ máy,ống dẫn nước,…
2. Thép là gì?
– Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2% .
Đặc điểm: Thép thường cứng, đàn hồi, ít bị ăn mòn,…
Phân loại thép: thép thường và thép đặc biệt
+ Thép thường: chứa rất ít S, P, dùng làm cốt thép (trong bê tông)
+ Thép đặc biệt: chứa thêm các nguyên tố khác như Si, Mn, Cr, Ni,W,… có tính chất cơ học, vật lý rất tốt
II. Sản Xuất Gang Thép
1. Sản xuất gang như thế nào?
a. Nguyên liệu sản xuất gang là quặng sắt, thí dụ quặng manhetit (chứa \(Fe_3O_4\)), quặng hematit; than cốc (than đã được tinh chế); không khí giàu oxi và một số chất phụ gia khác như đá vôi \(CaCO_3\),…
b. Nguyên tắc sản xuất gang: Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.
c. Quá trình sản xuất gang trong lò luyện kim (lò cao).
– Phản ứng tạo thành khí CO:
\(C + O_2 → CO_2\)
\(C + CO_2 → 2CO\)
– Dùng CO khử quặng sắt ở phần thân lò, phần giữa thân lò nhiệt độ khoảng \(500-600^0C\)
\(3CO + Fe_2O_3 → 2Fe + 3CO_2\)
\(4CO + Fe_3O_4 → 3Fe + 4CO_2\)
Sắt nóng chảy hòa tan một ít cacbon và một số nguyên tố khác tạo thành gang.
– Phản ứng tạo xỉ: ở phần bụng lò, nhiệt độ khoảng \(1000^0C\)
Đá vôi bị phân hủy thành CaO, kết hợp với \(SiO_2\) có trong quặng tạo thành xỉ.
\(CaCO_3 CaO + CO_2\)
\(CaO + SiO_3 → CaSiO_3\)
Xỉ nhẹ nổi lên trển và được đưa ra ở cửa tháo xỉ.
2. Sản xuất thép như thế nào
a. Nguyên liệu sản xuất thép
– Gang, sắt phế liệu và khí ôxi.
b. Nguyên tắc sản xuất thép
– Oxi hoá một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố cacbon, silic, mangan,….
c. Quá trình sản xuất thép
– Thổi khí ôxi vào lò đựng gang nóng chảy ở nhiệt độ cao . Khí oxi oxi hoá sắt thành oxit sắt FeO . Sau đó, FeO sẽ oxi hoá một số nguyên tố trong gang như C, Mn, Si, S, P,…
Các phản ứng xảy ra trong quá trình sản xuất thép:
1. \(2Fe + O_2 \xrightarrow{t^0} 2FeO\)
2. \(2FeO + Si \xrightarrow{t^0} 2Fe + SiO_2\)
3. \(FeO + Mn \xrightarrow{t^0} Fe + MnO\)
Các Bài Tập & Lời Giải Bài Tập SGK Bài 20 Hợp Kim Sắt Gang, Thép
Hướng dẫn các bạn hoàn thành các bài tập và câu hỏi sgk bài 20 hợp kim sắt gang, thép chương 2 hóa học lớp 9. Bài giúp các bạn tìm hiểu về gang và thép, gang là gì, thép là gì và quy trình sản xuất xuất gang và thép.
Bài Tập 1 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Thế nào là hợp kim? Thế nào là gang và thép? Nêu thành phần, tính chất, ứng dụng của gang và thép.
>> Xem: giải bài tập 1 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Bài Tập 2 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Hãy cho biết nguyên tắc sản xuất gang và viết các phương trình hoá học.
>> Xem: giải bài tập 2 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Bài Tập 3 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Hãy cho biết nguyên tắc luyện gang thành thép và viết các phương trình hoá học.
>> Xem: giải bài tập 3 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Bài Tập 4 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Những khí thải \(\)\((CO_2, SO_2…)\) trong quá trình sản xuất gang thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh? Dấn ra một số phản ứng để giải thích. Thử nêu biện pháp để chống ô nhiễm môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang thép.
>> Xem: giải bài tập 4 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Bài Tập 5 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Hãy lập các phương trình hoá học theo sơ đồ sau đây:
a. \(\)\(O_2 + 2Mn \xrightarrow{t^0} 2MnO\)
b. \(Fe_2O_3 + CO \xrightarrow{t^0} Fe + CO_2\)
c. \(O_2 + Si \xrightarrow{t^0} SiO_2\)
d. \(O_2 + S \xrightarrow{t^0} SO_2\)
Cho biết phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện gang, phản ứng nào xảy ra trong quá trình luyện thép, chất nào là chất oxi hoá, chất nào là chất khử?
>> Xem: giải bài tập 5 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Bài Tập 6 Trang 63 SGK Hóa Học Lớp 9
Tính khối lượng quặng hematit chứa 60% \(\)\(Fe_2O_3\) cần thiết để sản xuất được 1 tấn gang chứa 95% Fe. Biết hiệu suất của quá trình là 80%.
>> Xem: giải bài tập 6 trang 63 sgk hóa học lớp 9
Vừa rồi các bạn vừa xem qua nội dung bài 20 hợp kim sắt gang, thép chương 2 hóa học lớp 9. Bạn có thấy bài học này thú vị không? Hãy để lại ý kiến đóng góp ngay bên dưới đây nhé. Chúc các bạn học tốt hóa học lớp 9.
Bài Tập Liên Quan:
- Bài 24: Ôn Tập Học Kì I
- Bài 23: Thực Hành Tính Chất Hóa Học Của Nhôm Và Sắt
- Bài 22: Luyện Tập Chương 2 Kim Loại
- Bài 21: Sự Ăn Mòn Kim Loại Và Bảo Vệ Kim Loại Không Bị Ăn Mòn
- Bài 19: Sắt
- Bài 18: Nhôm
- Bài 17: Dãy Hoạt Động Hóa Học Của Kim Loại
- Bài 16: Tính Chất Hóa Học Của Kim Loại
- Bài 15: Tính Chất Vật Lí Của Kim Loại
Trả lời